概覽
縱觀2010所有的創(chuàng)新，我們很容易忽視原型設計投資的重要性，但是這往往就是在技術主導市場上的一個重要的競爭優(yōu)勢，比如醫(yī)療設備或機器人市場。如果您將原型設計提供給顧客，并從顧客那得到關于這個項目的實際反饋，這就大大增加了您的成功機會。更快更有效的原型設計就是成功的關鍵。本文向你闡述了如何使用軟件和硬件工具來有效地進行技術原型設計。
美國國家儀器平臺
美國國家儀器公司提供了一個靈活的原型設計平臺，該平臺由軟件部分和商業(yè)化未定制硬件部分組成。受助于軟硬件工具的結合，您可以比以往任何時候更快速地完成功能完備原型的設計。
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圖1.原型設計是在部署之前的一個重要階段
LabVIEW 圖形編程
數億萬的工程師和科學家在LabVIEW圖形編程環(huán)境中，運用其類似流程圖的直觀圖形化圖標和連線，來開發(fā)先進的測量，測試和控制系統。LabVIEW軟件以自身所帶的眾多實用功能取勝，涵蓋了在數學、信號處理、概率和控制中的各個傳統算法，并且為自定義算法起了支持作用。這些功能幫助你繞開了編寫底層代碼的繁瑣，讓您有更多的時間來專注于開發(fā)您的原型設計。
圖2.使用LabVIEW 圖形編程軟件，快速開發(fā)您的原型設計軟件
您還可以將LabVIEW代碼以有確定性功能的代碼的形式移植到運行實時操作系統的目標微處理器上。如果您的原型設計需要更嚴格的時序要求，您可以使用LabVIEW FPGA模塊，對現場可編程門陣列(FPGA)進行編程。
最新版本的LabVIEW FPGA 模塊提供了一些新的功能，幫助您更快地完成您的第一個原型設計，從而大大縮短產品上市的時間。您可以將來自包括VHDL代碼和Xilinx核產生器等許多來源的FPGA IP核導入LabVIEW軟件中，從而快速地整合關鍵算法和IP核。然后，您可以使用這些算法和IP核，將它們燒寫到商業(yè)未定制硬件上，作為您的功能原型設計的基礎。
圖3.從Xilinx核產生器中整合第三方IP核
COTS硬件
COTS硬件不僅提供了一種廉價的方法，使你迅速地開始原型設計，而且COTS硬件依托圖形系統設計環(huán)境，幫助您在由大量I/O集成的不同目標板上實現原始算法。使用實時性處理器，諸如NI CompactRIO和PXI平臺上的處理器，來確定與控制集成I/O，來提高可靠性。這在某些情況下是很必要的，如硬件在回路中的應用，因為此時您需要將硬件和軟件緊密集成，動態(tài)地模擬控制算法正在試圖控制的環(huán)境。
圖4.利用COTS硬件開發(fā)原型設計，使得訪問I/O更容易
除了使用FPGAs實時處理器，您可以通過將代碼從一種COTS硬件移植到另一種COTS硬件上的方式，把LabVIEW與您的應用程序組合在一起。比如，您可以將在電腦上分析實時I/O信號的代碼移植到諸如PXI,PDAs和嵌入式微處理器等上，而不需要對代碼進行重新編寫。事實上，在完成原型設計的設計和驗證后將它移植到嵌入式系統部署的32位處理器上，由于沒有設計上的約束，這樣可以節(jié)省大量的開發(fā)時間和昂貴的返工成本。
定制硬件的原型設計工具
除了在COTS硬件上，您可能還需要在您自己的原型設計平臺上進行原型設計。LabVIEW圖形編程語言同樣能夠給予您幫助。以您的LabVIEW代碼為例，對于ARM 微處理器，您可以使用LabVIEW嵌入式模塊，產生與您的LabVIEW框圖相對應的C語言代碼。如果您使用的是Keil µVision軟件，你也可以將C語言代碼移植到ARM7,ARM9和Cortex微處理器上。
此外，您可以使用LabVIEW C代碼生成器將原先的LabVIEW代碼轉換為C語言代碼，并將C代碼集成到C語言開發(fā)環(huán)境中，這樣可以將相關功能代碼移植到各種不同的微控制器和微處理器中。
原型設計加快您的產品上市時間
原型設計是開發(fā)下一代嵌入式系統的一個重要方面。結合使用LabVIEW與選用COTS硬件能為工程師或科學家的原型設計開發(fā)工作帶來了很大便利。使用LabVIEW軟件，您還可以充分利用了新微控制器或微處理器的優(yōu)勢來生成C代碼。
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